2021年，北京讯——在全球半导体行业竞争日益激烈的背景下，光刻机作为芯片制造的核心设备，一直被国外企业牢牢掌控。中国半导体产业发展过程中，光刻机用掩模版（Photomask）的精密制造及搬运环节成为制约生产效率和良率的重要瓶颈。面对这一关键挑战，北京大呈机器人科技有限公司创始人武志刚决定挺身而出，带领团队不畏困难，投身于光刻机掩模版机器人研发工作。
2021年，大呈机器人成功突破技术壁垒，研制出国内首款光刻机掩模版自动搬运与检测机器人，并正式投入批量使用。这一突破不仅填补了国内技术空白，也为中国半导体行业的自主可控发展提供了重要支撑。
在本次专访中，武志刚向我们讲述了研发背后的故事、遇到的挑战，以及他对中国半导体智能制造未来的展望。
从零起步：向高端精密制造进军
光刻机掩模版是芯片制造的核心之一，它相当于芯片的“照相底片”，决定了芯片电路的精度和质量。由于掩模版极其昂贵且极易受到污染或损坏，其搬运、检测、清洁等环节需要极高的精度和洁净度要求。
“国内很多半导体企业都在努力实现芯片制造的自主可控，但关键设备和配套自动化系统仍然依赖进口。”武志刚表示，“尤其是掩模版的自动化搬运，涉及高精度定位、无接触搬运、洁净环境控制等技术，以前国内没有一家企业能自主生产，我们的半导体企业只能依赖国外昂贵的设备。”
正是基于这样的现实情况，武志刚决定带领大呈机器人投入研发，填补这一技术空白。
攻克技术难关，打造高精度掩模版机器人
掩模版的搬运对环境洁净度要求极高，任何微小的污染或损伤都会影响芯片制造的良率。因此，研发掩模版机器人必须突破多个关键技术难点。
1. 超高精度搬运系统
普通工业机器人在毫米级误差范围内已经足够精确，但在半导体制造领域，掩模版的搬运误差必须控制在纳米级。
“大呈机器人自主研发了一套高精度运动控制算法，通过AI视觉识别与微纳米级振动控制技术，使掩模版的定位精度达到了±10纳米，这已经达到了国际先进水平。”武志刚介绍。
2. 无接触真空吸附搬运技术
传统机械手容易在搬运过程中产生摩擦，导致掩模版表面受损。大呈机器人团队开发了一种无接触真空吸附搬运技术，利用空气动力学原理，让掩模版“漂浮”在搬运平台上，实现无损搬运。
“这项技术的应用，使得掩模版的损坏率从原来的千分之一降低到了百万分之一。”武志刚自豪地说道。
3. 智能洁净环境控制系统
半导体生产对洁净度的要求极高，大呈机器人在掩模版机器人中集成了智能洁净环境控制系统，可以自动监测空气中的微粒浓度，并通过AI算法优化空气过滤和静电消除策略。
“我们让机器人不仅能搬运，还能监测环境洁净度，并自动调整参数，确保掩模版在最优环境下运行。”武志刚补充。
从实验室到工厂：国产设备的落地应用
经过一年多的研发，大呈机器人于2021年底成功推出了首款光刻机掩模版机器人，并在国内知名半导体企业中的生产线上投入试运行。
“刚开始，客户对国产设备的信心不足，担心精度和稳定性达不到标准。”武志刚坦言，“但经过严格测试，我们的设备在稳定性、洁净度控制和搬运精度方面完全达到了国际标准。”
在短短几个月内，这款国产掩模版机器人已经在国内半导体工厂投入使用，并受到广泛好评。
国产替代，迈向国际市场
国产光刻机掩模版机器人的成功研发，不仅打破了国外设备的技术垄断，也为中国半导体产业链的自主可控提供了更强的支撑。
“我们的目标不仅仅是填补国内空白，更是要挑战国际市场。”武志刚表示，“目前，我们正在与东南亚、日本、韩国的半导体企业洽谈，希望让中国制造的智能装备进入全球供应链。”
展望未来：智能制造推动半导体产业升级
谈及未来，武志刚认为，中国半导体产业的自动化、智能化将成为重要趋势。
“半导体制造是全球最精密的工业之一，未来的生产线一定是智能化、柔性化、无人化的。”他说，“我们的机器人不仅仅是替代人工，而是要赋予工厂更高的智能决策能力。”
大呈机器人计划在2026年前推出全自动掩模版存储与调度系统，让掩模版的管理、存储、清洁、搬运实现全流程自动化。
“未来的半导体工厂，可能只需要少量工程师负责监控，而所有的生产、搬运、检测都将由智能机器人完成。”武志刚展望道。
结语：科技创新，突破“卡脖子”技术
从最初的想法，到突破核心技术，再到批量落地应用，武志刚和大呈机器人用不到两年的时间，实现了从零到一的突破，为中国半导体制造业提供了自主可控的智能化解决方案。
“我们深知，这不仅仅是一个企业的成功，更是整个中国制造业向高端制造迈进的一步。”武志刚坚定地表示，“未来，我们将继续攻克更多‘卡脖子’技术，让中国智能制造在全球舞台上占据一席之地。